基于SDH的ASON网络恢复机制分析

2008年第10期光通信技术中文核心期刊基于SDH 的ASON 网络恢复机制分析Analysis of network testoration mechanismin ASON based on SDHDONG Xi-quan ，HU Ya-jun ，XIONG Shao-fei(Beijin Aerospace Control Center ，Beijin 100094，China)Abstract ：In this paper ，the Network Architecture and main characteristics of ASON is described ，and restora-tion mechanism in control layer and transport layer is compared.Then ，based on analysis of the path recovery strategy in ASON ，including single link recovery and route recovery,the restoration strategy in ASON con-structed on traditional SDH is presented.Key words ：SDH ；ASON ；restoration董希泉，胡亚军，熊少非（北京航天飞行控制中心，北京100094）摘要：简述目前A SO N 网络体系结构和主要特点，讨论A SO N 网络目前能够提供的网络保护恢复机制，比较控制层和传送层保护恢复机制的特点，分析A SO N 网络中路径保护策略，提出与传统O TN 融合后的A -SO N 网络业务恢复策略。

关键词：SD H ；保护恢复；A SO N 中图分类号：TN929.11文献标识码：A文章编号：1002-5561（2008）10-0015-031引言畅通无阻是对通信网络的最终目标，这就要求网络具有很高的保护恢复能力，以应对各类故障。

目前，我们用得最多的手段就是SDH 环形网络。

但是，当前的SDH 传输网络是一种静态的路由分配机制，该网络中各种级别的链路通过网管进行手动配置，一个大型网络的开通通常需要数周的时间，因此该网络的效率比较低，并且缺乏灵活性。

同时，面对日益增长的IP 数据传输，SDH 环网技术在承载能力上的局限性越来越明显，50%的带宽预留特点极大地降低了网络资源利用率，它还具有扩展性差、跨环瓶颈和网络优化困难等缺点。

为了解决以上问题，满足用户对网络恢复能力的要求，满足网络带宽的大容量、高利用率和动态分配等需求，自动交换光网络（Automatically SwitchedOptical Network ，简称ASON ）[1]被提出，在SDH 网络的基础上进行改造，可以构建出一种信道自动配置、带宽利用率高、重路由的传送网络，使传统光传输与现代交换技术较好地融合。

快速增长的用户对OTN 提出了新的需求，不同业务的传送要求不同，传送网能够提供差异化的服务，而保护恢复机制是区分传送服务等级的重要途径。

另外，高传送可靠性也可以减少恢复预留带宽，提高带宽利用率。

目前，ASON 基本都是从传统SDH 基础上改造而来，因此，ASON 的网络恢复机制继承了SDH 的保护方式，如MSP 和SNCP 等，同时，从ASON 带来了体系结构根本的变化，引入了控制层，使网络具有更多的保护恢复机制。

下面，本文将讨论基于SDH 的ASON 网络的多种保护恢复类型，并探讨保护恢复时间和效率等问题。

2ASON 网络体系结构根据ITU-T 的G.8080框架定义，ASON 是指在信令控制下完成自动交换功能的新型网络，由信令控制实现光传送网内连接的建立/拆除、交换、传送等功能。

根据该建议，ASON 是一种分层的网络体系结构，主要由三个逻辑平面组成，包括：控制平面、传送平面和管理平面。

控制平面由一组通信实体组成，负责完成呼叫控制和连接控制功能。

通过信令完成连接的建立、释放、监测和维护，并在发生故障时自动恢复连接。

该层的网络拓扑相对独立于ASON 的网络拓扑，可以区别于OTN 的网络拓扑；传送平面由一系列作为交换实收稿日期：2008－06－16。

作者简介：董希泉（1965－），男，山东济南人，高级工程师，主要从事有线通信网络的研究与管理。

輥輳訛体的传送网元组成，用于完成用户信息和一些控制/管理信息的传送工作；管理面对控制平面和传送平面进行管理，完成传送平面、控制平面和整个系统的维护功能，能够进行端到端的配置，监视传送业务的性能。

ASON的特点主要表现为业务等级多样化、业务调度灵活、更低的运营成本、实时的网络管理、快速的业务提供能力、满足数据业务突发性需求以及可提供更丰富的增值业务等。

这些特点使网络具有较好的可生存性、灵活性和高效率。

在网络恢复机制方面，ASON继承了传统OTN的恢复能力，同时，还具有拓扑发现能力，增强了业务恢复的灵活性和可靠性，可以提高网络带宽利用率。

与传统光网络SDH相比，ASON的关键之处是在传输网中构建了功能独立的控制平面，引入了信令，通过控制平面，网络可以快速、有效地建立业务流连接，加强业务管理能力；支持端到端业务配置和多种业务保护形式；动态地对已建立连接的业务流进行重新配置。

这样，当光网络发生故障时，通过控制层迅速实现业务流恢复，增强了网络连接管理和故障恢复能力。

3ASON网络的主要恢复机制目前的ASON网络基本都是从传统OTN改造而来，它保留了SDH的基本恢复能力，同时，通过控制层的强大功能，增加了更加灵活、动态和高效的多种业务保护/恢复能力。

我们可以将ASON这种综合利用的恢复能力分为两种类型：基于SDH传送层的保护恢复和基于ASON控制层的保护恢复。

下面，本文将从这两个方面对目前使用的主要恢复机制进行分析。

3.1传统SDH传送层保护恢复传输SDH传送层的保护恢复主要包括传统的MS-SPRing、SNCP和MSP等，这些技术都比较成熟。

它的光层保护主要是通道保护和链路保护。

这两种方式都是占用部分带宽资源，为光网络所承载的业务提供预留保护。

即：在业务传输的源、宿节点对之间，预先建立单条或多条基于不同的中间路由和中间节点（不包括源、宿节点）的传输倒换路由，形成保护路由的完全独立性，出现故障时进行路由倒换。

并且，某条链路或节点出现故障时，其余保护路由不受影响。

在这些主、备用路由中，视保护级别可以考虑更细粒度的保护，如SRG（共享风险链路组）[2]等机制。

这种信道预留的方式保护倒换时间较快，小型网络可以在10ms 内完成，大型网络也能够在50ms内完成。

保护模式主要采用1+1和M:N两种模式。

1+1保护是将信号分别送入主用通信和备用通道，当主用通道故障时，从备用通道提取信息，这是目前最常用的方式。

M:N保护模式中，M是用于保护的预留信道数量，N是被保护信道的数量。

M条预留信道正常时可以传送信息，当N条信道出现故障时，可以在M条预留的信道中传递信息。

1+1模式提高了可靠性，但是这种信道预留方式的资源利用率太低，只有50%。

M:N方式提高了资源利用率，但是，配置电路较复杂，由于SDH电路的数据设置以手动配置为主，因此电路开通时间较长。

3.2基于ASON的控制层保护恢复ASON的控制层为网络提供了更加灵活、动态的保护恢复机制。

ASON采用了现有IP网络较成熟的动态路由协议（IP/MPLS），为OTN提供灵活的可恢复能力。

网络拓扑具有自动发现机制。

ASON的光纤连接完成之后，每个网元通过路由协议（如OSPF协议）能够自动发现控制链路，并把自己控制链路向全网或指定节点泛洪。

相关网元都得到全网的控制链路信息，也就得到全网的控制拓扑。

然后，每个网元可以计算出自己到达网络中相关节点的路由。

业务拓扑具有自动发现机制。

ASON的网元可以利用IP网的路由协议发现并校验相邻网元之间的控制通道后，即可进行链路校验。

每个ASON网元都通过相关路由协议（如OSPF或IS-IS协议）将自己的链路信息泛洪或指定（根据各厂家采用的协议更新策略不同，使用不同的方式）发送到整个网络。

这样每个节点都得到全网的链路信息，从而得到全网的业务拓扑。

通过控制信息可实时发现业务拓扑发生的改变，包括链路增加、链路参数变化和链路删除等，并上报管理层，管理层对全网路由状态进行实时刷新。

当发生光路失败时，每个光交换节点上的拓扑发现处理机制已经及时更新了本节点的路由表，拥有当前最新的网络或业务拓扑状态，因此，相关节点利用动态路由协议对链路或业务进行重路由。

这种动态保护恢复机制相对传统的SDH环形保护恢复来说，处理过程比较慢。

但它的灵活性、动态性和分布式特点是传统网络所没有的。

4路径恢复策略在ASON网络中，当发生中断时，我们可以采用只针对中断节点或链路的保护恢复，或者对全路由保护恢复。

董希泉，胡亚军，熊少非：基于SDH的ASON网络恢复机制分析輥輴訛2008年第10期光通信技术4.1单链路恢复机制当发生故障时，ASON可以采用单链路恢复机制，即：网络中的某条LSP（Label Switching Path）发生故障时，该LSP两端的节点针对该中断链路（包括中断的节点或中断的直连光通道）进行倒换，端节点外的路由保持原状态。

如图1，当在链路BC间发生传送失败时，节点B 的光交换单元转换要传送的光信号到备用通道BE，节点C的光交换单元转换要接收的光信号到备用通道EC，然后，节点C将从节点E传来的原主用通信信息和备用通道信息共同传送到下游节点F。

4.2全路由恢复机制该机制是一种端到端的全程路由保护恢复。

当发生故障时，原路径的源、宿端对主用路由进行倒换，从备用路由上传送数据，该备用路由根据源端网络数据进行设定，是完全脱离原主用路由上的所有节点和链路，完全独立的备份路由。

如图2，当链路BC发生失败时，在源端的光交换节点A交换影响到的主用LSP（A,B,C,F）到备用LSP （A,E,F）；宿端的光交换节点F合并主用（CF）和备用LSP（EF）上的信息。

其中，路径（A,B,C,F）和路径（A,E, F）除源、宿端外，中间节点和链路完全不同。

在OTN中，这种机制路径跨度较大，涉及的节点多，备用路径会占用大量节点和链路通道资源，因此，我们通常预先建立备用路径，减少寻路时间。

4.3两种恢复策略中注意的问题中断点的链路恢复机制可以是自动寻路恢复或是指定路由恢复。

自动寻路是指当在中断LSP的两端点检测到传输失效时，根据配置的路由协议（常用OSPF或IS-IS）自动寻路。

这种方式有较好的灵活性和动态性，可以根据网络的现况进行实时调整。

但是，在全路由恢复机制中，进行端到端的检测、恢复、网络状态更新会占用一定的时间，恢复速度较慢。